НГПО. Ремонт и мотаж НПО. А. А. Раабен п. Е. Шевалдин н. Х. Максутов ремонт и монтаж
 Скачать 2.04 Mb.
|
|
§ 6. ПРОКЛАДКА И МОНТАЖ ТРУБОПРОВОДОВ Основными наземными сооружениями на нефтяных и газовых промыслах являются стальные трубопроводы для транспортировки различных жидкостей и газов. Прокладка трубопроводов— одна из трудоемких работ в нефтепромысловом строительстве. Безаварийная и бесперебойная работа трубопроводов зависит от качества проведения монтажных работ. Согласно строительным нормам и правилам, трубопроводы должны монтироваться блоками или узлами, которые собирают на месте монтажа. До монтажа проводят подготовительные работы: приемку узлов и деталей трубопроводов, арматуры, опор и подвесок с проверкой их соответствия требованиям проекта и технических условий, а также их комплектности; приемку зданий, сооружений и конструкций под монтаж трубопроводов; проверку типа, размеров и расположения присоединительных штуцеров на аппаратах и оборудовании и соответствия их чертежам; комплектование линий трубопроводов узлами, деталями,арматурой и вспомогательными материалами; подготовку площадки, а также монтажных механизмов, приспособлений и инструмента для укрупненной сборки трубопроводов. Монтаж трубопроводов ведут в такой последовательности: разбивка трассы трубопровода; установка опорных конструкций и подвесок; подвоз к месту монтажа блоков и отдельных деталей, подъем и установка их в проектное положение, проверка и закрепление; подготовка к сварке стыков, сварка их и сборка фланцевых соединений; термическая обработка сварных стыков по заданному режиму (в зависимости от марки стали труб); установка арматуры и деталей, которые не вошли в состав блока; проверка надежности закрепления трубопровода в неподвижных опорах, отсутствия защемления труб в проемах строительных конструкций, а также в опорах и опорных конструкциях; монтаж компенсаторов, дренажных устройств, приборов контроля и автоматики; гидравлическое или пневматическое испытание трубопровода; на трубопроводах, работающих при температуре 450 °С, определение контрольных участков (согласно проекту) для замеров ползучести металла труб; проверка положения оси трубопровода и при необходимости его исправление; установка теплоизоляции трубопровода; промывка и продувка трубопровода. Разбивку трассы трубопроводов, установку опор, подвесок и опорных конструкций осуществляют согласно монтажным чертежам. В состав подготовительных работ входят: расчистка строительной полосы от леса, кустарника, пней и валунов, срезка крутых продольных и поперечных склонов и планировка микрорельефа местности, устройство временных и постоянных дорог, водопропускных сооружений и т. д. Для удаления мелкого леса (диаметром до 15 см) и кустарника со строительной полосы используют бульдозеры, кусторезы, корчеватели-собиратели или другие машины. Крупные камни и валуны в зависимости от их величины й глубины залегания удаляют со строительной полосы бульдозерами или корчевателями сразу либо после дробления взрывами. При поверхностном залегании камни дробят накладными зарядами, при заглублении — зарядами, закладываемыми под камень. Срезку грунта с возвышенных мест и подсыпку его в пониженные места осуществляют бульдозерами. При сооружении трубопроводов земляные работы выполняют в соответствии с требованиями строительных норм и правил. На размеры траншей влияют тип и назначение трубопровода, диаметр труб, вид и глубина промерзания грунта. Ширина траншеи зависит от диаметра трубопровода. Так, для трубопроводов диаметром менее 700 мм она составляет D + 300 мм, для трубопроводов большего диаметра—1,5,0. Ширина обводненных траншей при балластировке трубопроводов грузами должна быть равна ширине груза плюс 1 м, а при балластировке водой — не менее 1,50. На кривых (в плане) участках трубопровода ширину траншеи увеличивают до размеров, указанных проектом. Глубина укладки трубопроводов в траншею должна быть не менее 0,8 м до верха трубы. Для трубопроводов, прокладываемых в скальных и болотистых грунтах, глубина заложения может быть уменьшена до 0,5 м. В зависимости от вида грунта и глубины траншей их профили могут иметь различную конфигурацию. При рытье траншей в обычных условиях максимальный объем земляных работ выполняют роторными экскаваторами. На крутых поворотах трассы (радиус закругления менее 50 м), лесных участках, в сыпучих, сильно увлажненных и болотистых грунтах, на резкопересеченной местности и приурезных участках разработку траншей ведут одноковшовыми экскаваторами. В скальных грунтах траншеи разрабатывают с применением буровзрывных работ. Перед началом работ мягкую породу, покрывающую скальный грунт, удаляют роторным экскаватором или бульдозером. Шпуры для зарядов взрывчатых веществ (ВВ) в скальной породе бурят за один прием на глубину не более 2 м пневматическими перфораторами ПР-ЗОЛ, ПР-ЗОК, ПР-2УЛ, ПР-2УЛБ. Если мощность вскрываемого слоя скалы более 2 м, буровзрывные работы производят в несколько приемов. Сжатый воздух для перфораторов подается от передвижных компрессорных установок ЗИФ-ВКС-55, КС-9, ДК-9 и др. Шпуры бурят также самоходными бурильными машинами, смонтированными на тракторе. Эти машины с одной стоянки могут бурить наклонные и горизонтальные шпуры глубиной до 2,5 м на Площади, ограниченной сектором с максимальным радиусом 5,5 м и длиной 14 м. Мерзлый грунт глубиной до 0,5 м разрабатывают одноковшовыми экскаваторами. При глубине промерзания более 0,6 м и небольших объемах работ применяют механическое рыхление грунта специальными механизмами или взрывом. При глубине промерзания до 1 м рыхление грунта ведут дизель-молотом С-254, навешенным на тракторе, стреле экскаватора или трубоукладчика, а при глубине промерзания до 1,3 м — дизель-молотом С-222. Траншеи в мерзлом разрыхленном грунте роют одноковшовым экскаватором. В настоящее время трубопроводы для газа, нефти и нефтепродуктов сооружают в основном из стальных труб. Применяют также трубы из алюминиевых сплавов. Ведутся работы по использованию неметаллических труб (из пластмассы, асбоцемента, железобетона). При сооружении трубопроводы сваривают плавлением и давлением. При сварке плавлением металлы соединяются вследствие совместного расплавления кромок свариваемых изделий и присадочного материала и их последующей совместной кристаллизации. Механические усилия для формирования сварного шва в этом случае не требуются. При сооружении трубопроводов широко применяют следующие виды электродуговой сварки плавлением: ручную, автоматическую под флюсом, полуавтоматическую в среде защитного (углекислого) газа. Перспективна электродуговая сварка порошковой проволокой. Сварка давлением осуществляется в результате нагрева кромок свариваемых изделий и последующего сближения свариваемых поверхностей под действием механических усилий. Перед сваркой трубы должны быть специально подготовлены, т. е. концы их очищены от грязи, льда (в зимнее время) и грунта, кромки труб выправлены. Для выправления местных вмятин применяют специальные гидравлические домкраты, а при наличии мощных внутренних центраторов можно сочетать правку труб и центровку (сборки) стыков. При электродуговой сварке внутреннюю и наружную поверхности концов труб по длине не менее 10 мм необходимо тщательно очистить от ржавчины (до металлического блеска). Для этого используют шлифовальные машины с наждачными кругами, стальные щетки из жесткой проволоки с электро- или пневмоприводом. В зимнее время перед электродуговой сваркой поверхности концов труб тщательно осушают с помощью инжекционных подогревателей, форсунок и других приспособлений. Для электроконтактной сварки концы труб на некотором расстоянии по всему периметру должны быть зачищены для подвода тока через медные контактные башмаки. Стыки труб при электродуговых методах сварки собирают с помощью специальных центраторов — наружных и внутренних, при прессовых методах сварки (электроконтактной, дугоконтактной и др.) — в специальных сварочных головках. Различают три метода производства сварочно-монтажных работ при сооружении газонефтепродуктов: 1) непрерывного наращения; 2) поточно-расчлененный; 3) базовый. В последние годы при сооружении трубопроводов используют передвижные сварочные базы, предназначенные для соединения труб длиной 12 или 24 м в секции непосредственно на трассе строящегося трубопровода (у бровки траншеи). Такая база состоит из двух стендов (стыковочного и вращательного) и передвижного (самоходного) сварочного агрегата. Стыковочный и вращательный стенды представляют собой сварные рамы, опирающиеся на полозья. Труба на стыковочном стенде перемещается по трем направлениям координатных осей в пространстве. Вдоль оси трубу перемещают на тележке, движущейся по неподвижной раме стенда на катках, в горизонтальной плоскости (перпендикулярно к оси) — с помощью поворотной рамы, расположенной на тележке, а по направлению вертикальной оси — подъемным механизмом через две пары роликов, на которых вращается труба. Стыковочный и вращательный стенды соединяют с помощью связующих звеньев переменной длины. Самоходный сварочный агрегат смонтирован на тракторе Т-100. Он состоит из генератора и сварочной головки ПТ-56, размещенной на специальной поворотной консоли. Сварку труб в секции производят, следующим образом. Расположенные на трассе трубы подают с помощью трубоукладчиков на стыковочный и вращательный стенды. После стыковки и центровки стыки фиксируют прихватками. Сняв наружный центратор, сваривают первый слой ручной электродуговой сваркой (звено из двух человек). По первому случаю сварочной головкой ПТ-56 самоходного агрегата при вращении труб выполняют автоматическую сварку под флюсом остальных слоев шва. Полученную таким образом секцию длиной 24 м передают на другой стеллаж, где соединяют со следующей трубой. Для защиты подземных промысловых трубопроводов от коррозии в зависимости от степени агрессивности грунтов и свойств перекачиваемого продукта применяют три вида изоляции: битумную, битумно-резиновую и полимерную. От качества противокоррозионных покрытий зависит безаварийная эксплуатация промысловых трубопроводов и длительность их службы. Поэтому изоляционное покрытие труб должно отвечать следующим требованиям: быть водонепроницаемым; обладать прочцым сцеплением с металлом; иметь электроизолирующие свойства; не содержать веществ, разъедающих металл труб; обладать прочностью и сопротивлением механическим воздействиям при засыпке траншей и линейных температурных деформациях трубопровода; быть дешевым. Техника безопасности при монтаже трубопровода, опускании в траншею и засыпке При перерыве в сварочных работах и после окончания их концы трубопровода должны быть затрушены. Секции из труб диаметром более 75 мм следует укладывать в траншею кранами-трубоукладчиками или другими подъемными механизмами. При опускании труб машины должны перемещаться вдоль траншеи на расстоянии не менее 1,5 м от бровки. Запрещается: при работе крана-трубоукладчика с откидным контргрузом находиться людям в зоне его перемещения; при опускании трубопровода в траншею находиться рабочим в ней, а также между траншеей и опускаемой плетью труб; во время подъема плети труб стоять под плетью или становиться на нее. Удалять обвалившийся грунт и подчищать дно траншеи до проектной отметки следует непосредственно перед опусканием в нее плети трубопровода. Если при надвигании плети труб грунт обваливается, то удалять его из-под нависшей петли разрешается только после установки под трубами поперек траншеи прочных лежек. Перед засыпкой траншеи работник, ответственный за безопасное проведение работ, должен убедиться в отсутствии в ней людей. Выдвигать отвал бульдозера за край траншеи не допускается. При прокладке трубопроводов следует соблюдать правила техники безопасности в нефтегазодобывающей промышленности, связанные с производством земляных работ (ручных и с использованием техники), а также изоляционных и др. § 7. МОНТАЖ БЛОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ Схемы водоснабжения для нагнетания воды в пласт могут отличаться друг от друга в зависимости от условий района. Однако любая схема состоит из следующих основных элементов: водозаборных сооружений, предназначенных для забора воды из водоисточников и подачи ее в водопроводную сеть или на водоочистную установку;  водоочистной установки (если требуется очистка воды); сети магистральных и разводящих водопроводов; насосных станций для подачи воды в водопроводную сеть и закачки ее в нагнетательные скважины; нагнетательных скважин. В Урало-Поволжье большинство нефтяных месторождений разрабатываются с применением метода заводнения пластов. Примерная схема водоснабжения для этого региона показана на рис. 91. Источником водоснабжения в этом случае служит протекающая вблизи месторождения река, причем вода для системы может забираться непосредственно из реки или под- русловых скважин, пробуренных в ее пойме. Схема водозабора открытого водоема с водоочистной станцией приведена на рис. 92. При заборе воды непосредственно из реки водозаборные сооружения состоят из деревянного, железобетонного или металлического оголовка прямоугольной формы, погружаемого на дно водоема; в этот оголовок опускают приемную трубу насоса, подающего воду в систему заводнения. Речная вода обычно загрязнена механическими примесями (глиной, илом) и требует обязательной очистки, поэтому от поверхностного водозабора ее подают на водоочистную станцию. В большинстве случаев водозаборы сооружают закрытого типа с использованием подрусловых вод. Для этого в пойме реки бурят мелкие скважины глубиной 10—30 м; скважины пересекают верхние водоносные слои, обычно состоящие из галечника и песка и питающиеся водами этой реки. Подрусловый слой галечника и песка служит хорошим естественным фильтром, и вода, получаемая из подрусловых скважин, почти не содержит механических примесей.  При эксплуатации подрусловых вод водозабор из подрусловых скважин может быть: индивидуальным (рис. 93), когда в каждую скважину спущен центробежный артезианский насос, подающий воду в резервуары станции второго подъема (при этом надобность в станции первого подъема отпадает); сифонным (групповым) (рис. 94), когда устья подрусловых скважин связаны с сифонным коллектором, подводящим воду под вакуумом в вакуум-котлы, расположенные в шахте;  отсюда вода насосами станции первого подъема, расположенной здесь же в шахте, направляется в резервуары станции второго подъема. Вода от водозабора может подаваться и непосредственно в кустовые станции, минуя станцию второго подъема. Насосные станции второго подъема подают воду в магистральные кольцевые водоводы, по которым вода направляется в приемные резервуары третьего подъема, называемые кустовыми насосными станциями высокого давления. При благоприятном рельефе местности, когда напор насосов станций первого подъема (из водозаборных сооружений) достаточен для подачи воды ко всем кустовым станциям, станции второго подъема не сооружают. Кустовые насосные станции предназначены для непосредственной закачки воды в пласт через нагнетательные скважины. Эти станции оборудуются мощными многоступенчатыми центробежными насосами высокого давления подачей 150— 250 м3/ч. В зависимости от числа установленных насосов (с учетом резерва) обычная рабочая производительность одной кустовой станции составляет 4—6 тыс. м3 воды в сутки. Каждая кустовая станция обслуживает от 4 до 12 нагнетательных скважин. Кустовые насосные станции подают воду к нагнетательным скважинам через водораспределительные батареи, на которых регулируется подача воды по скважинам и замеряется ее расход. Магистральные и кольцевые водоводы для подачи воды к кустовым насосным станциям сооружают из стальных труб  диаметром от 200 до 500 мм. Разводящие водоводы к нагнетательным скважинам изготовляют из труб диаметром 100— 150 мм. Все водоводы укладывают в грунт на глубину ниже глубины его промерзания. Разобщающие задвижки устанавливают в специальных колодцах. Кустовые насосные станции, возводимые обычными методами, требуют значительных затрат времени на строительство, монтаж оборудования, наладку и пуск в эксплуатацию. Это связано с тем, что все технологическое и энергетическое оборудование насосной станции поставляется на строительные площадки в виде отдельных узлов, деталей и заготовок. Здания строят в основном из кирпича или панелей с мощными монолитными фундаментами под агрегатные установки. На строительство такой станции требуется 16—17 мес. С переходом на индустриальные методы строительства насосные станции стали сооружать в блочном исполнении. Организовано их централизованное изготовление на заводах. В состав блочной кустовой насосной станции (БКНС) входят блоки (рис. 95): насосный, низковольтной аппаратуры, управления и блок гребенки. В зависимости от числа устанавливаемых насосных блоков производительность станции составляет от 3600 до 10 800 м3/сут. В насосном блоке монтируется весь необходимый комплекс оборудования, трубопроводов и арматуры, что позволяет включать блок в систему сооружений насосной станции без дополнительных монтажных работ. На месте строительства необходимо только приварить трубопроводы блока к внешним коммуникациям. БКНС монтируют на заранее сооруженных фундаментах на площадке с любыми грунтовыми условиями, нормативной нагрузкой 1470 Н. Исполнение БКНС предусматривает эксплуатацию их на нефтяных месторождениях европейской части страны, Сибири и Средней Азии при расчетной температуре наружного воздуха до —55 °С. Размеры блоков определяют с учетом перевозки их по железной дороге и обычными транспортными средствами. На близкие расстояния блоки перемещают на раме-салазках. Конструкция насосной станции обеспечивает замену и ремонт основного и вспомогательного оборудования. Насосы и электродвигатели заменяют через съемные крышки блоков. Температура в помещении поддерживается за счет теплоотдачи оборудования и дежурной электрической печи типа ПЭТ- Вентиляция — приточно-вытяжная с механическим возбуждением. Габаритные размеры одного блока — 9800x3100x2990 мм, максимальная масса блока — 25 000 кг. БКНС комплектуют центробежными насосами типа ЦНС 180 по ГОСТ 10 407—83. Поступающие на монтаж насосные агрегаты необходимо тщательно осмотреть. Если на патрубках имеются пломбы, насос можно полностью не проверять. Перед монтажом вскрывают и проверяют подшипники насоса, а также проверяют гид- ропяту прилеганием ее по краске. Поверхность, с которой удалена смазка, покрывают тонким слоем жидкого масла. Для взаимозаменяемости и облегчения монтажа насосы унифицированы по присоединительным размерам: ЦНС 180—1900 с насосом ЦНС 180—1660; ЦНС 180—1422 с 9Ц12; ЦНС 180—950 с ЦНС 180—1185 и 5МС-7Х10. Насосы ЦНС 180—1900 и ЦНС 170—1660 изготавливают с фундаментными рамами, а насосы ЦНС 180—1422, ЦНС 180—1185, ЦНС 180—950 без рамы: устанавливают их непосредственно на раму насосного блока. При центровке насоса и электродвигателя зазоры проверяют щупом при проворачивании в четырех положениях по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Точность центровки должна иметь биение, мм: радиальное — 0,05; осевое — 0,03. Перед пуском насосного агрегата необходимо проверить исправность контрольно-измерительных приборов, запорно-регули- рующих устройств, маслоохладительной установки. Подготавливают к пуску электродвигатель согласно инструкции и проверяют давление на входном патрубке трубопровода. При включении основного электродвигателя сначала пускают маслонасос, который работает в течение 5 мин, смазывает трущиеся поверхности и создает давление в масляной системе, а затем включают основной двигатель. Основным методом разработки многопластовых залежей является внутриконтурное и законтурное заводнение. В настоящее время этот метод подробно разработан и имеет много разновидностей. Широкое распространение в нефтяной промышленности получил метод одновременной раздельной эксплуатации пластов через одну скважину. В свою очередь этот метод потребовал разработки технических средств для автономного раздельного воздействия через одну скважину на каждый разрабатываемый пласт. Одновременная раздельная закачка воды предусматривает подачу воды отдельно в каждый пласт под разными давлениями в соответствии с коллекторскими свойствами каждого пласта в целях более равномерной выработки вскрытых скважиной пластов. Закачку воды по отдельным пластам регулируют несколькими способами. Один из них предусматривает подведение к устью скважины водоводов высокого и низкого давления и закачку воды в разобщенные пласты в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) по затрубному пространству. При другом способе вода закачивается..в разобщенные пласты по одному каналу, а распределяется по отдельным пластам при помощи сменных или регулировочных забойных штуцеров. При использовании третьего способа в пласты с хорошими коллекторскими свойствами воду закачивают периодически; отключе-  ние этих пластов или ограничение объемов воды, закачиваемой в них, производят пакерами или эластичными шариками. Таким методом осуществляют так называемую беструбную закачку воды — непосредственно по обсадной колонне. В условиях обустроенных месторождений с развитой системой поддержания пластового давления наиболее рационален первый вариант. При такой схеме значительно упрощаются процессы раздельной закачки воды. Замер приемистости воды, закачиваемой в разобщаемые пласты, осуществляется расходомерами непосредственно на устье скважины. Схема разводящих водоводов высокого и низкого давлений к скважинам, обслуживаемым КНС 21 (объединение «Татнефть»), показана на рис. 96, а схема обвязки скважины, оснащенной для раздельной закачки воды при дифференцированном давлении, — на рис. 97. Схема обвязки отличается от обвязки обычной скважины в основном наличием двух водоводов: низкого и высокого давлений. Водовод высокого давления подводится к крестовине, связанной с колонной НКТ, по которой закачивается вода под высоким давлением; водовод низкого давления подводится к за- трубному пространству скважины. На каждом водоводе устанавливают задвижку 8, отключающую скважину от КНС, и расходомеры 9 для измерения количества закачиваемой жидкости. При определении расхода расходомер присоединяют к патрубкам 10. Задвижки 3 и 6 служат для прекращения закачки воды соответственно по колонне НКТ и затрубному пространству, 2 и 5—для установки скважины на самозалив соответственно по колонне труб и затрубному пространству. Патрубки 11 служат для установки манометра. Задвижки 7 предназначены для забора жидкости из водозабора при проведении на скважине работ по гидравлическому разрыву пластов и др.  |